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现代汽车技术第四讲燃料电池汽车能源动力系统PPT课件

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燃料电池讲解：PPT课件

燃料电池讲解：PPT课件


这艘212型潜艇是世界上最现代化的常规潜艇。潜艇采用的 燃料电池推进系统可使潜 艇保持更长的潜航时间，更不容 易被敌人探测到。
德 国 海 军 新 一 代 燃 料 电 池 潜 艇 服 役
甲 醇 燃 料 電 池 ， 燃 料 電 池 的 层 狀 結 构
燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相 同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正 极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的 活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃 料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换 元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的 能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给， 进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排 除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为 例来说明燃料电池 氢-氧燃料电池反应原理 这个反映是电觧水的逆过程。 电极应为： 负极：H2 +2OH-→2H2O +2e正极：1/2O2 +H2O+ 2e-→2OH电池反应：H2 +1/2O2==H2O
但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金 数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与 发达国家尚有较大差距。我国有关部门和专家对 燃料电池十分重视，1996年和1998年两次在香山 科学会议上对中国燃料电池技术的发展进行了专 题讨论，强调了自主研究与开发燃料电池系统的 重要性和必要性。近几年中国加强了在PEMFC方 面的研究力度
燃料电池介绍
一、燃料电池 二、
一、燃料电池
燃料电池（Fuel cell），是一种使用燃料进行化 学反应产生电力的装置，最早于1839年由英国的 Grove所发明。最常见是以氢氧为燃料的质子交换 膜燃料电池，由于燃料价格便宜，加上对人体无 化学危险、对环境无害，发电后产生纯水和热， 20世纪60年代应用在美国军方，后于1965年应用 于美国双子星座5号飞船。现在也有一些笔记型电 脑开始研究使用燃料电池。但由于产生的电量太 小，且无法瞬间提供大量电能，只能用于平稳供 电上。
《现代汽车新技术》课件

《现代汽车新技术》课件


● 07
第7章 总结与展望
现代汽车新技术的影响
现代汽车新技术的快速发展对传统汽车行业造成了颠覆性的 影响，推动着汽车行业的转型升级。与此同时，新技术也改 变着人们的出行方式，为未来交通方式带来了全新的可能性。
未来汽车行业的发展趋势
智能化技术的 普及
智能驾驶、车联网 技术的广泛应用
新能源汽车的 快速发展
交通识别
识别交通信号和标 志，提醒驾驶员注
意
智能巡航
根据路况和车速自 动调整行驶方式
自动驾驶技术对比
传统驾驶
需要手动操控 易疲劳驾驶
半自动驾驶
车辆能自动加减速 需要驾驶员随时观察路况
全自动驾驶
无需驾驶员操控 完全依赖车载系统
01 车辆跟踪
实时监控车辆位置和路况
02 智能信号灯
根据实时交通情况智能调整信号灯时间
智能驾驶技术是现代汽车行业的重要趋势，随着技术的不断 进步和应用，我们相信未来会有更多智能化的汽车出现，为 我们的出行带来更便利和安全的体验。
● 03
第3章 新能源技术
01 解决传统燃油车排放问题
减少环境污染
02 节能减排的重要途径
提高能源利用效率
03
新能源汽车的种类
纯电动车
零排放 无噪音 低维护成本
电动汽车、混合动 力汽车的推广和普
及
个人对于未来汽 车技术的看法
我认为智能化汽车将极大地提升驾驶的便利性，让人们的 出行更加轻松舒适。同时，环保新能源汽车的重要性日益 凸显，有助于减少对环境的污染，实现可持续发展。
01 促进城市可持续发展
减少交通拥堵，改善空气质量
02 提供更安全的出行方式
智能驾驶技术提升交通安全性能
新能源汽车概论课件-教材配 套详细版.pptx

新能源汽车概论课件-教材配 套详细版.pptx

常规能源一般指技术上比较成熟且被大规模利用的能源，因此大 中型水电站被看作常规能源，而核能、太阳能、现代生物质能、海洋 能等新能源备受关注。
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2
常见新能源的类型
太阳能
太阳能可分为可太阳能光伏和太阳热能。 光伏板组件是一种在阳光下就会产生直流电的发电装置。
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3
太阳能利用形式：
主要有三种：光热转换、光电转换以及光化学转换。目前利用 太阳能的主要方法有：太阳能电池，太阳能热水器。
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美国
• 美国在日本加快发展混合动力汽车技术时期，将生物燃料和燃料电 池汽车技术作为中近期和远期的技术线路。从2006年1月份开始，美国 政府通过抵税的方式，对购买节能汽车的消费者提供税收优惠政策。
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通用汽车公司在1998年推.精品出课件了. GM Precept HEV概念车
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“荣威”平台的上海牌燃料电池轿车
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超级电容汽车
超级电容汽车的
电池一般安装在底盘
上，公交车进站后，
车顶充电设备自动升
起，搭到充电站的电
缆上，通过200A—
400A的充电电流完成
充电，充电时间一般
为20—30s。
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氢燃料汽车
氢燃料汽车的动力系统是在传统内燃机的基础上加以改进后制成的。 氢燃料汽车以无污染、零排放的优势被业内普遍认可，但氢燃料汽 车也面临着氢的制取和液态氢的存储两大难题，这两大技术问题成 为制约氢燃料汽车发展的瓶颈。
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9
新能源汽车的发展现状
• 2015年传统汽车增长放缓，新能源汽车却保持高速增长。据 中国汽车工业协会统计，2015年新能源汽车生产340471辆，销售 331092辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。
《现代汽车构造》课件—12电动汽车

《现代汽车构造》课件—12电动汽车


电机具有发电机的功能。变速箱操纵杆有P、R、 N和D四个档位。P档代表停车，R、N和D三档分 别代表发动机反转、停转、正转。档位前方有EV （纯电动模式）、和HEV+EV两个DM（即双模式 按钮）。
F3DM的混合动力模式，有四种工作状态。在 中短途、中低速行驶的路况下，主要采用纯电动
驱动方式，仅仅靠电池供电，电动机M2提供动力 （图12-8）。
图12-1 串联式驱动结构图
二、并联式驱动系统 发动机通过机械传动装置与驱动桥连接， 电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连，汽 车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱 动。并联式混合动力电动汽车的结构形式更像 是附加了一个电动机驱动系统的普通内燃机汽 车。并联式驱动系统如图12-2所示。
图12-2 并联式驱动系统
图12-8 纯电动驱动模式
在纯电动模式下，铁电池电量达到20%底线 的时候，发动机控制系统自动启动发动机，带动
M1发电机为电池充电。然后通过IGBT逆变器， 为M2电动机供电，驱动汽车行驶，这种工作状态 称为串联模式（图12-9）。
二 、 燃料电池汽车总体布置 如图12-9所示，美国通用汽车公司研制 HydroGen-1燃料电池汽车的总体布置，该车 燃料电池的燃烧效率为50%，，持续功率为 80kw,最大功率为120kw，最高车速140km/h 0～96km/h的加速时间为16s,一次充气后行驶 400km。
图12-6 燃料电池电动汽车总体布置图
一、驱动系统
燃
料 电
动力源
池
电
动
汽 车
动力驱动系统
发
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
动
机
燃料处理与供给单元 燃料电池组及其 运行支持系统与 附属设备 功率控制器 变频调速器 电动机与变速器
新能源汽车ppt

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新能源汽车的分类
混合动力电动汽车的类别
1、串联混合动力车辆
串联混合动力车辆是混合动力车辆的一种基本 结构，其单个驱动系间的联合是车载能源环节 的联合，也即非直接用于驱动车辆能量的联合 并同时向动力生成装置供能。
2、并联混合动力车辆
并联混合动力车辆是混合动力车辆的另一种基 本结构，其单个驱动系间的联合是车辆动力传 动系环节的联合，通过对不同的动力生成装置 输出的动能的联合或者耦合，并经过相应的特 性场转化装置输出到驱动轮，满足车辆行驶要 求。
• 动力系统由一个主电动机，一个副电动机兼发电机以及一台1.4升 发动机组成，采用双后轮毂电机的布局方式。主电动机最大功率 为151 马力，可以与6 缸发动机相媲美，副电动机功率为75 马力。 只用作发电的发动机额定功率为85 马力。
• 造型上比较另类独特，尤其是上翘的尾部能使人一眼感受到它与 一般汽车的不同出身。前隔板代替进气格栅，使其整体更显简洁， 一眼能认出其电动车的身份。
在第二种传统形式的基础上将电机，变速器差速 器整合为一个整体布置在驱动轴上，大大简化传 动系统。
新能源汽车的分类
Tesla Model S
• Tesla Model S 定位为一款高端豪华纯电动轿车，是Tesla公司第一款 大批量市售的电动车款。它的竞争对手宝马5系车型，这款纯电动车 在总体尺寸上和燃油汽车是基本一样的，而基于纯电动车电池底盘放 置的方式，其车高会比燃油汽车高一些。
• 这一款是福特与舍弗勒合作开发的嘉年华eWheelDrive车 型。这款车就很好的利用了轮毂电机的特性，直接将前驱 的嘉年华变成了一辆后驱车。轮毂电机的使用，代替了传 统的发动机和传动系统，极大的提高了空间的利用率。
• 虽然嘉年华eWheelDrive的最高时速只能达到160公里每 小时，但700Nm的大扭矩则会带来相当纯粹的加速体验。
新能源汽车全套 ppt课件

新能源汽车全套 ppt课件


按照所使用天然气燃料状态的不同，天然气汽车可以分为：
1）压缩天然气（CNG）汽车。压缩天然气是指压缩到 20.7—24.8 MPa的天然气，储存在车载高压气瓶中。
2）液化天然气（LNG）汽车。液化天然气是指常压下、 温度为-162度的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。
3）液化石油气（LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类 混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃 烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机 使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。
3.负载容量
负载容量是针对电动机功率和转矩的大小而确定，电机功 率的选择应满足配套机械负载必需的容量，不要过大也不 可以过小。
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二、电动汽车用电动机分类 电动汽车驱动电动机种类：
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三、电动汽车常用的电动机
电动汽车驱动电机主要包括直流电机和交流电机，目前广 泛使用的交流电机有：交流感应电机、开关磁阻电机和永 磁电机（包括无刷直流电机和永磁同步电机）。
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第四节 国内、外新能源汽车一览 一、美国新能源汽车 1.凯迪拉克Escalade-混合动力汽车 2.别克君越eAssist混合动力汽车 二、德国新能源汽车 1.奔驰S400混合动力汽车 2.宝马i8混合动力超跑车 3.大众途锐混合动力汽车 4.奥迪Q5混合动力汽车
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三、日本新能源汽车 1. 雷克萨斯LS 600hL混合动力汽车 2.丰田凯美瑞尊瑞混合动力汽车 3.本田Insight混合动力汽车 4.日产聆风纯电动汽车 四、中国新能源汽车 1.上汽荣威E50纯电动汽车 2.比亚迪 E6纯电动汽车 3.长城哈弗M3EV纯电动汽车 4.沃尔沃C30纯电动汽车 五、韩国新能源汽车 2013现代索纳塔混合动力汽车
燃料电池

燃料电池

燃料电池发电设备产生1000仟瓦-小时的电能，排放之污染性气体 少于1盎斯；而传统燃油发电机则会产生25磅重的污染物。因此， 燃料电池不仅可改善空气污染的情况，甚可能许给人类未来一片 洁净的天空。
可弹性设置/用途广。燃料电池的迷人之处在于其多样风貌。除了 前述的集中分散两相宜的特点外，它还具有缩放性。利用黄光微 影技术可制作微型化的燃料电池；利用模块式堆栈配置可将供电 量放大至所欲的输出功率。单一发电元所产生的电压约为0.7伏特， 刚好能点亮一只灯。将发电元予以串接，便构成燃料电池组，其 电压则增加为0.7伏特乘以串联的发电元个数。 燃料电池的劣势主要是价格和技术上存在一些瓶颈，摘列如下： 燃料电池造价偏高：车用PEMFC之成本中质子交换隔膜 (USD300/m2)约占成本之35%;铂触媒约占40%，二者均为贵重材料。 反应/启动性能：燃料电池的启动速度尚不及内燃机引擎。反应性 可藉增加电极活性、提高操作温度及反应控制参数来达到，但提 高稳定性则必须避免副反应的发生。反应性与稳定性常是鱼与熊 掌不可兼得。 碳氢燃料无法直接利用：除甲醇外，其它的碳氢化合物燃料均需 经过转化器、一氧化碳氧化器处理产生纯氢气后，方可供现今的 燃料电池利用。这些设备亦增加燃料电池系统之投资额。
对于大型电站，火力发电由于机组的规模足够大才能获得令人满意的效率， 但装有巨型机组的发电厂又受各种条件的限制不能贴进用户，因此只好集 中发电由电网输送给用户。但是机组大了其发电的灵活性又不能适应户户 的需要，电网随用户的用电负荷变化有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷。 为了适应用电负荷的变化只好备用一部分机组或修建抽水蓄能电站来应急， 这在总体上都是以牺牲电网的效益为代价的。传统的火力发电站的燃烧能 量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还 会排放大量的有害物质。而使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转 换为电能，不需要进行燃烧，没有转动部件，理论上能量转换率为100%， 装置无论大小实际发电效率可达40%～60%，可以实现直接进入企业、饭 店、宾馆、家庭实现热电联产联用，没有输电输热损失，综合能源效率可 达80%，装置为积木式结构，容量可小到只为手机供电、大到和火力发电 厂相比，非常灵活。
《现代汽车新技术》课件

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充电设施
充电桩
提供电动汽车充电服务的设备，包括快充桩和慢充桩。
充电站
提供充电服务的场所，可包含多个充电桩和相关服务设施。
智能充电网络
通过智能化技术实现充电设施的互联互通和优化调度，提高充电 服务的便利性和效率。
04
自动驾驶技术详解
环境感知技术
总结词
环境感知技术是自动驾驶技术的核心之一，通过传感器、雷 达、激光雷达等设备，实现对车辆周围环境的实时感知和识 别。
制造工艺
除了采用新型材料外，轻量化技术还需要先进的制造工艺来实现零部件的优化设计和生产。例如，热成 型、激光焊接、3D打印等技术能够制造出更加复杂和高效的零部件结构。
03
电动汽车技术详解
电池技术
锂离子电池
具有高能量密度、长寿命 和环保等优点，是当前电 动汽车最常用的电池类型
。
固态电池
未来发展方向，具有更高 的能量密度和更快的充电 速度，可解决现有液态锂
高强度钢
通过采用高强度钢，可以 在保证结构强度的同时， 减少钢材的使用量，从而 达到轻量化效果。
碳纤维复合材料
碳纤维复合材料具有高强 度、高刚性、低密度等特 点，是实现汽车结构件轻 量化的重要手段。
设计轻量化
优化车身结构
通过采用先进的结构优化设计方法，如有限元分析、拓扑优化等 ，可以有效地减小车身质量并提高其结构强度。
V2X通信技术能够提高道路 交通安全、减少交通拥堵、 提升交通效率，并为自动驾 驶技术的实现提供了重要的 支持。
9字
V2X通信技术面临的挑战包 括通信延迟、通信可靠性、 信息安全等方面的问题，需 要进一步的技术创新和标准 化来解决。
高精度地图与定位技术
高精度地图是指精度达到厘米级的地图数据，能够提供更加详细的路面信息，包括 车道线、交通信号、障碍物等。
新能源汽车技术PPT课件

新能源汽车技术PPT课件

新能源汽车
按照使用能源的来源划分，新能源汽车的技术可分为五类。 • 一是基于传统石油燃料的节能环保汽车，如先进
柴油车和混合动力汽车。 • 二是基于天然气和石油伴生品的燃气汽车。 • 三是燃料电池、氢动力汽车 • 四是纯电动汽车。 • 五是太阳能动力汽车。
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混合动力汽车
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• 将内燃机和电动机串联起来,同时也将蓄电池和电动机串联起来。
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混联结构
• 混联结构是串联式与并联式的综合。发动机发出的功率一部分通过机械传 动输送给驱动桥,另一部分则驱动发电机发电。
• 在汽车低速行驶时,驱动系统主要以串联方式工作;当汽车高速稳定行驶时, 则以并联工作方式为主
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• 以 “氢”作为能量来源
• 优点：无需石油、真正零排放。氢气不来自石油，因此 它可以彻底摆脱对石油的依赖，排放物是纯水，行驶时 不产生任何污染物，理论上可以实现零排放。
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• 缺点：存在氢气来源、存储，安全使用和成本问题。氢 燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照目前 的技术条件来说非常困难，氢气很不稳定，存储问题至 今没有彻底解决，因为氢分子非常小，极易透过储藏装 置的外壳逃逸。另外最致命的问题，目前氢气的提取技 术需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要 消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本
• 定义 • GB定义“由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作为驱动能源，其中 至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力汽车（Hybrid Electric Ve h i c l e , 简 称 H E V ） ” ， 该 定 义 称 为 广 义 的 定 义 方 式 。
《新能源汽车》课程说课PPT教学内容

《新能源汽车》课程说课PPT教学内容


造发 与动 维机 修构
汽车电工 电子技术
新能源汽车
机械制图
课程设置
汽车电控技术 电动汽车
混合动力汽车 结构与原理
3. 学情分析
课程设置
• 学习者为普高生，有文科生也有理科生， 专业基础存在差异；从学生在学习过程中 的表现来看，有如下几个方面的学习特征：
• 1.知识方面：学生知识基础不是很好，存 在层次差异和个体差异。
（二）评教情况
同行、督导、院校等均会对本课程进行教学评 价。
六、课程特色
在兼顾理论和实践内容的同时，避免面面俱到和太深太难，以应用为目 的，以必需、够用、实用为准则，重视理实一体的教学模式
学时 4 4 4 8 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 64
课程设计
综述 8学时
电动汽车基础 12学时
纯电动汽车 8学时
混合动力汽车 8学时
新能源汽车 64学时
电动汽车的维 修与保养 8学时
其它新能源汽 车
12学时
燃料电池电动汽车 8学时
（四）实践教学设计
序 号
项目名称
学时
实践内容及要求
电动汽车 的维修与
保养
知 识 点
（1）新能 源汽车的定 义与分类
（2）新能 源汽车的政 策法规标准
（3）新能 源汽车现状 和发展前景
（1）纯电
（1）电 动机
动汽车的 结构及行 驶性能
（2）蓄 （2）纯电
电池 动汽车的
基础设施
（3）逆 建设
变器与 变频器
（3）纯电 动汽车车
型实例
（1）燃
（1）混 合动力
服务经理技术经理备件经理技术总监销售服务技术代理经理经理汽车机电维修工管理备件技术服务经理总监瑰行合一文技兼修色中菜核客陀课程设置bazhongvocationalandtechnicalcolleg就业岗位技术总监总工行业专家部门高管五级售后服务经理岗位任务17项岗位能力48项政经理岗位能力2项部门经理岗位任务13项岗位任务13项岗位能力21项四级车间主任技术岗位任务19项客服服务主任岗位任务17项保险与岗位任务15项岗位能力39项销售经理岗位能力37项估主任岗位能力20项机修电工钣岗位任务3项配件主管保险公估金喷漆空调岗位能力73项设备主管岗位任务27项主管二岗位任务15项组长销售主管岗位能力73项手车交易岗位能力40项机修电工钣岗位任务56项精品销售金喷漆空调岗位能力90项设备管理岗位任务3项估二手岗位任务26项中工岗位能力49项汽车销售岗位能力82项车交易前台中工配件管理机修电工钣金喷漆空岗位任务4项精品销售岗位能力80项没备管理岗位任务25项公估学徒岗位任务26项车销售岗位能力76项前台学徒机电维修服务顾问保险与公估岗位任务168项岗位任务120项岗位任务95项位群岗位能力330项岗位能力289项岗位能力179项丧一孓抆兼悸色中菜核客陀课程设置bazhongvocationalandtechnicalcolleg2
新能源汽车ppt课件

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新能源汽车的发展历程
初期阶段
20世纪90年代，电动汽车和混合 动力汽车开始出现，但技术尚不 成熟，市场接受度低。
发展阶段
进入21世纪，随着环保意识的提 高和技术的进步，新能源汽车逐 渐受到关注。各国政府出台政策 鼓励新能源汽车的研发和推广。
成熟阶段
近年来，随着电池技术的突破和 充电设施的完善，新能源汽车市 场迅速扩大，成为未来汽车产业 的发展方向。
氢燃料电池汽车技术原理
氢燃料电池汽车是指使用氢气和氧气 通过化学反应产生电能来驱动的汽车 。
氢燃料电池汽车的优点包括零排放、 低噪音、快速加氢和更高的能源效率 。
燃料电池堆是氢燃料电池汽车的核心 部件，它由多个燃料电池单元组成， 通过氢气和氧气反应产生电能和水蒸 气。
太阳能汽车技术原理
太阳能汽车是指完全依靠太阳能 来驱动的汽车。
自动驾驶技术
随着自动驾驶技术的不断发展，未来新能源汽车 将更加智能化，能够实现更高级别的自动驾驶功 能。
互联技术
未来新能源汽车将更加互联化，实现车与车、车 与基础设施、车与行人的智能互联，提高行车安 全和交通效率。
未来新能源汽车的市场预测
市场规模
随着环保意识的提高和技 术的进步，未来新能源汽 车市场规模将继续扩大。
充电设施
充电基础设施不够完善，给车主带来不便， 也影响了新能源汽车的推广。
认知度低
由于宣传不够，人们对新能源汽车的认知度 较低，影响了市场接受度。
新能源汽车的发展前景
技术进步
随着电池技术的不断进步，新能源汽 车的续航里程将得到提升，同时充电 时间也将缩短。
基础设施完善
随着政府对新能源汽车的大力推广， 充电基础设施将不断完善，为新能源 汽车的发展提供更好的条件。

氢燃料电池汽车水、热管理_电动汽车技术PPT


1.保证电堆内 部一定的湿 度 2.排水及时， 保证电堆内 部的的水平 衡。
反应气体进 排气压降、 高频阻抗、 电化学阻抗
外部换热器
低温停车吹 扫、冷启动 时减少空气 计量比，增 加废热、外 部加热
增加去离子 器、零部件 管路材料选 择
外部加湿、 自加湿、电 堆内部结构 优化
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氢燃料电池汽车水、热管理技术
• 膜失水后催化层界面的活性也会下降
低温
• 温度越低，氢气和空气向催化剂层扩散、 质子从阳极向阴极的运动都将减慢，电 池内阻增加，电池性能下降。
• 在零度以下反复水、冰相变引起体积的 变化会对电池材料与结构产生影响，导 致冷启动失败
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氢燃料电池汽车水、热管理概述
电堆温度、含 温度过高时有 低温冷启动
2014 燃料电池 镍氢电池1.6KWh
114
-30℃ 70MPa(2)
3.1
180
650
本田 clarity
2016 燃料电池 锂离子电池1.3KWh
103
-30℃ 70MPa(2)
3.1
170
750
现代 NEXO
2018 燃料电池 锂离子电池1.56KWh
95
-30℃，40s 70MPa(3)
3.11
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燃料电池汽车水、热管理主要构型
丰田Mirai热管理对标测试
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燃料电池汽车水、热管理主要构型
现代NEXO
2019.06-10
整车性能对标测试 及关键技术解析
燃料电池系统性能对标测
2019.10-11 试及关键技术解析
2020.01-04 整车拆解
2020.03-05 电堆性能对标

氢燃料电池汽车介绍课件


知识准备 1.2 储能电池
1. 1.氢燃料电池汽车的工作原理及结构组成
储能电池： 用于存储燃料电池堆栈所输 出的剩余电能和车辆行驶过 程中回收的电能及加速时辅 助燃料电池供电。 丰田Mirai氢燃料电池汽车的 储能电池位于汽车后排座椅 后方。 在整车负载低的时候可以单 独用它供电带动车辆前进。
丰田Mirai氢燃料电池汽车储能电池
课堂练习
选择题
（1）（多选）氢燃料电池汽车的主要结构组成包括：（ ABDEFG ）。
A.燃料电池升压器 B.储能电池 C.内燃机 D.动力控制单元
E.高压储氢罐
F.驱动电机 G.燃料电池堆栈
（2）（多选）氢燃料电池汽车的储氢方法有：（储存 C.气态氢储存
D. 储氢合金储存 E.冷冻储存
2.2 燃料电池
（3）发电效率与质量体积
发电效率越高、质量体积越小，车辆的续航里程越长、能耗越小、整车可利用 空间越多。
丰田2008年的燃料电池技术与Mirai燃料电池技术的对比
知识准备
3.氢燃料电池汽车的特点
请同学们对市场上氢燃料电池汽车和纯电动汽车，进行一次调研对比其优劣。 具体内容参见教材。
（3）影响燃料电池发展的重要因素不包括：（ D ）。
A.排水性 B.扩散性 C.发电效率与质量体积 D.制造成本
课堂练习
选择题
（4）下列关于氢燃料电池汽车优点的描述错误的是：（ A ）
A.能量转化效率高
B.续航里程更长
C.能量密度更高
D. 过载能力更强
（5）下列关于氢燃料电池汽车缺点的描述正确的是：（ C ）
Knowledge preparation
知识储备
知识储备
燃料电池及燃料电池汽车定义？
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Bipolar Plates 7%
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燃料电池技术的发展－成本
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燃料电池技术的发展－耐久性
2020/11/27
燃料电池技术的发展－冷启动性能
2020/11/27
燃料电池技术的发展－功率密度
2020/11/27
储氢技术
2020/11/27
储氢技术
• 燃料电池汽车的直接贮氢方式有如下三种：
动力控制
DCDC，DCAC，DCL
通讯网络
CAN总线通讯
仪表
数字化智能仪表
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1 燃料电池汽车动力系统结构型式
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1 燃料电池汽车动力系统结构型式
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1 燃料电池汽车动力系统结构型式
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1 燃料电池汽车动力系统结构型式
燃料电池车
• 目前，国际上从事质子交换膜燃料电池研究开发的大公司，包 括 加拿大Ballard Power Systems、美国的通用汽车公司等， 在燃料电池发动机研究开发上均高压力（相对压力≥2个大气 压）运行的技术路线，导致高压运行的燃料电池发动机中的 空压机功耗大，超过整个发动机输出功率的20％，且价格极高 （高压）。
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现代汽车技术 第四讲
燃料电池汽车
1、燃料电池汽车动力系统结构型式 2、燃料电池汽车能量管理与动力控制策略 3、燃料电池发动机及及其管理系统 4、其它
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燃料电池汽车结构
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燃料电池汽车结构
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1 燃料电池汽车动力系统结构型式
dSpace
快速原型系统
统一控制算法描述 Simulink
嵌入式代码生成
PowerPC嵌入式车 辆控制器（VMS）
CAN总线
CANApe匹配标定
动力控制系统 主要零部件
惯量和负载模拟系 统
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2 能量管理与动力控制策略
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3燃料电池发动机及其管理系统
燃料电池单元
燃料电池电堆
– 气态（即高压气瓶）贮氢 – 液态（即以液氢形式）贮存 – 贮氢材料贮氢
• 相比气态贮氢，液态贮氢有更高的体积能量密度。 但是液态贮氢要求超低温存贮，对绝热材料及设 计要求很高，是制约其发展的瓶颈。预计近期燃 料电池汽车贮氢方式仍然以气态贮氢方式为主， 谋求进一步提高贮氢压力。此外，新型高容量贮 氢材料，如金属络合物贮氢，碳纳米管贮氢等的 研发也是将来燃料电池贮氢方式取得突破的希望。
磷酸铁锂电池，40Ah
高压气态，350bar， 150L×8 DCDC，DCAC，DCL集成
CAN总线通讯
仪表
数字化智能仪表
空调
电动冷暖双制式空调
燃料电池观光车动力系统拓扑
名称
燃料电池发动机 驱动电机
车载充电机 动力蓄电池 氢气储存系统
配置
整车控制系统 Vehicle Control System
• 我国的中国科学院大连化学物理研究所、上海神力科技有限公 司采用的空气输送装置采用常压的鼓风机，功耗小，大约是整 个发动机输出功 率的5％，系统简单，易于产业化（低压）。
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燃料电池的成本分析
Brakedown of Fuel Cell Material Costs
Compress and Expand
Sensors 4% 5%
Radiators 6% Valves 8%
Stainless Steel 7%
Pump/Motors 3% Circuit Boards and Wiring 2%
MEA 45%
Fuel Processor Catalysts 10%
Balance of Stack 3%
回馈制动：限制最大电流
车辆控制器
燃料电池：最佳效率原则
多能源总成控制系统
AC
DC/DC
= =
~
=
DC/AC
空压机
FCE
FCEMU
燃料电池
氢气储罐
B MU
动力蓄电池：最佳SOC原则
动力蓄电池
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燃料电池客车动力系统拓扑
FCE1 DC/DC
电机控制器
电机
名称
配置
车轮 燃料电池发动机 质子交换膜，55kW×2
质子交换膜，5kW
集中电机9kW 轮毂电机2.8kW*4 1.5kW，220V
磷酸铁锂电池，40Ah 锰酸锂电池，7.5Ah 高压气态，350bar，28L
燃料电池辅助系统 Fuel Cell Support System
燃料电池电堆 Fuel Cell Stack
能量流
信息流
电机控制器 Motor Controller
3燃料电池发动机及其管理系统
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3 燃料电池发动机及其管理系统
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3 燃料电池发动机及其管理系统
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3燃料电池发动机及其管理系统
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3 燃料电池发动机及其管理系统
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4 燃料电池电堆的空气供给系统
• 燃料电池发动机中的空气供应子系统是整个燃料电池发动机辅 助系统中本身消耗功率最大的器件。
HMS 电子 钥匙
油门 开关 FCE2
整车控制器
动力蓄 电池
DC/DC
电机控制器
耦合、变速箱
主减速器
电机
车轮
驱动电机 减速装置 动力蓄电池 氢气储存系统
信息仪表
WCT1
动力控制单元
DCL12V DCL24V Brake EHPS AC 通讯网络
双动力，永磁同步 88kW×2 二档变速，2.588，1.31
燃料电池发动机
1. 燃料电池是一种新型发电装置，由氢气和氧气的聚合反应产生电 能
2. 燃料电池的燃料是氢气和空气中的氧气，唯一的排放物是纯净水
3. 燃料电池的工作温度为 60-80 oC，这种反应过程不会造成大气变 暖
4. 燃料电池发动机结构中只有气体的流动，没有机械的运动，是最 理想的车用发动机
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汽油车
燃料电池车
汽油车
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燃料电池车
汽油车
汽油车
2 能量管理与动力控制策略
期望SOC
SOC调节器
实际SOC
抗干扰 前馈控制
电机负载扰动
电池电流 控制器
动力总成
电池实际电流
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2 能量管理与动力控制策略
ControlDesk 参数调整
TCP/IP
快速原型目标代码生成
轮毂电机 Wheel Hub Motor
DC/DC转换器 DC/DC Converter
轮毂电机 Wheel Hub Motor
电机控制器 Motor Controller
蓄电池控制器 Battery Controller
动力蓄电池 Power Battery
动力蓄电池 Power Battery
蓄电池控制器 Battery Controller